集成微流控和超构表面的新型肾病检测平台
2024-07-11 11:09:08 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
研究人员利用集成微流控和超构表面（metasurface）的新型平台，可以准确测量慢性肾病患者的人血清白蛋白（HSA）水平。
据麦姆斯咨询介绍，澳大利亚弗林德斯大学（Flinders University）和日本国立材料科学研究所（NIMS）的研究人员最近在测试中发现了一种新方法，利用集成微流控和超构表面（metasurface）的新型平台，可以准确测量慢性肾病患者的人血清白蛋白（HSA）水平。
作为日本国立材料科学研究所合作研究生项目的一部分，弗林德斯大学博士生Qi Hu在日本与光学生物传感领域的超构表面专家Masanobu Iwanaga博士合作，对弗林德斯大学首创的新型聚集诱导发射（AIE）生物传感器系统进行了进一步的工程设计。
（A）超构表面平台示意图。插图放大了超构表面区域的纳米结构；（B）荧光（FL）成像装置示意图；（C）人血清白蛋白（HSA）检测实验装置。
该研究项目将荧光（FL）生物传感器与AIE相结合，并进一步设计了一种新型超构表面平台，以改善尿液检测中HSA的读出。
该研究成果已经以“Metasurface Platform Incorporating Aggregation Induced Emission Based Biosensor for Enhanced Human Serum Albumin Detection”为题发表于Advanced Optical Materials期刊。
“在与日本国立材料科学研究所专家的合作中，我们尝试利用前景广阔的荧光生物传感器，克服检测尿样中HSA读出的一些不确定性。”弗林德斯大学科学与工程学院医疗器械研究所、弗林德斯纳米科学与技术研究所Youhong Tang教授解释说。
Youhong Tang教授说：“新颖的纳米光子全介电超构表面平台与AIE生物传感器相结合，实现了非凡的HSA检测性能。”
硅纳米柱多重固定示意图
研究人员表示，更准确、更便携、更经济的检测方法，可以使肾功能生物标志物的大规模调查变得更加容易，覆盖偏远地区或医疗设施简陋的地区。
由于人口老龄化，慢性肾脏病（CKD）在全球呈上升趋势，澳大利亚有170多万人患有慢性肾脏病，约占成年人口的11%。要准确估计慢性肾脏病的患病率，需要对人口中肾功能的生物标志物进行大规模调查。
但是，生物标志物诊断可能比较困难，因为肾脏受到轻微损伤时仍能正常发挥功能。HAS水平降低，是监测现有CKD和糖尿病肾病（DKD）患者病情状态或进展的重要指标。要准确评估这三种肾病的患病率，需要对人群中肾功能的生物标志物进行大规模调查。
由于某些诊断需要至少持续三个月的生物标志物测量结果，人们往往意识不到自己患病，这可能导致长期的健康问题。
Qi Hu说：“我们开发的新平台集成了微流控系统和超构表面衬底，实现了分析物的输送和增强的实时监测/检测AIE FL，具有高通量、良好的可重复性以及低试剂消耗等突出优点。”
超构表面平台与微板和微流控平台的潜在机理比较
Iwanaga博士说：“此外，我们所提出的超构表面还可以作为基于生物医学芯片的平台，为增强传感和生物标记物定量检测提供一种前景广阔的途径。”
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